应用于脉冲星观测的射电天文数字后端设计

发布时间：2021-09-08 13:06

　　脉冲星形成源于大质量恒星在生命的晚期经超新星爆发而形成的高速旋转的磁化中子星,它的发现对于射电天文的探索有很重要的意义。脉冲星接收机数字后端是用于观测和探索脉冲星的终端设备,由于毫秒脉冲星和一些色散值较大的脉冲星存在,需要设计高时间分辨率系统以及高频率分辨率系统对其进行观测,通过对毫秒脉冲星的研究,我们将获得有关广义相对论、星际磁场、星际介质、行星物理、中子物理、星系引力势和宇宙学的更多信息。脉冲星中大量存在一种毫秒脉冲星,脉冲周期为毫秒量级,其脉冲辐射占空比只有5-10%,对于毫秒量级脉冲星,脉冲宽度甚至可以达到0.1ms,为了对这种脉冲星进行观测,需要时间分辨率微秒量级的脉冲星观测设备,本文设计了一种宽带宽,高时间分辨率系统,时间分辨率达到1.2us。由于系统要求带宽很宽,所以高速ADC采样速率很高,为了对ADC采样的高速数据进行处理,本文将高速ADC采集到的高速数据分成8组以降低数据速率,同时对8组数据进行并行计算,完成通道化处理,实现高时间分辨率系统设计。存在一些脉冲星在通过星际介质传播时,色散系数值较大,为了能够更好的对这些脉冲星进行消色散处理,必须提高脉冲星观测系统的频率分... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PSRB1933+16消色散前结果图

PSRB1933+16消色散后结果图

图 1- 4 软件无线电系统结构国内外相关研究现状以及发展动态 国外研究现状外对于射电接收机的研发比较早，早期射电接收机以模拟电路为基础，随术的兴起，高速 ADC 芯片、大规模的 FPGA 芯片以及 FPGA 的 IP 核性能的宽带宽、更高时间分辨率、更高频率分辨率以及更加稳定的系统提供了可前国际上有很多国家都在进行基于软件无线电数字处理平台的研制，比较CASPER平台(Collaboration for Astronomy Signal Processing and Electrch),德国 UBP 平台（Ultra Broadband Pulsar Instrument），澳大利亚 lsar Digital Filter Bank),英国 Uniboard 平台，都是基于 FPGA 构成的理平台。数字处理平台的相关参数如表 1.1 所示[22-28]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ROACH2的脉冲星终端研制进展[J]. 裴鑫,李健,袁建平,温志刚,陈卯蒸.  天文学进展. 2017(02)
[2]射电终端发展与110m射电望远镜终端系统[J]. 聂俊,裴鑫,王娜,陈卯蒸,张海龙.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(05)
[3]一种新型线-圆极化转换反射阵天线设计[J]. 王泉,李鹏凯.  电子技术应用. 2016(12)
[4]VLBI数据记录系统Mark6及相关技术研究进展[J]. 郭绍光,朱人杰,郑为民,范庆元,李纪云,赵融冰,张秀忠,徐志骏,甘江英,吴亚军.  天文研究与技术. 2017(03)
[5]上海天文台65米射电望远镜谱线观测及数据校准[J]. 吴亚军,刘庆会,李娟,赵融冰,陈曦,袁瑾.  天文研究与技术. 2017(01)
[6]一种基于IWOLA的脉冲星消色散数字终端设计[J]. 王显海,孟桥,张健伟,张添翼.  东南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]浅谈圆极化微带天线[J]. 房明明.  山东工业技术. 2013(11)
[8]基于MARK5B+DSPSR的基带数字脉冲星观测系统[J]. 徐永华,罗近涛,李志玄,郝龙飞,汪敏,董江.  天文研究与技术. 2013(04)
[9]软件无线电的研究现状综述[J]. 林婧,王宏,方炜,余钟源,刘元安.  计算机测量与控制. 2011(10)
[10]毫米波甚长基线干涉测量的发展与展望[J]. 路如森,沈志强,T.P.KRICHBAUM.  科技导报. 2011(07)

博士论文
[1]宽带实时脉冲星数字接收机关键技术研究[D]. 王显海.东南大学 2016

硕士论文
[1]应用于深空探测的多通道软件无线电接收机系统的研究[D]. 冯文华.东南大学 2017
[2]基于GPU的脉冲星相干消色散技术的研究和应用[D]. 李佳功.昆明理工大学 2015
[3]应用于射电天文的高速宽带频谱仪设计[D]. 张健伟.东南大学 2015
[4]毫秒脉冲星平均脉冲消色散和去噪方法研究[D]. 汪丽.西安理工大学 2008



本文编号：3390838